"개발 초기 어떤 문제가 생길지 몰라 걱정이 많았다. 사용한 적이 없는 공법을 단기간에 확립해야 한다는 어려움도 있었다." 권혁원 엘앤에프 공정개발연구소장(사진)은 23일 리튬인산철(LFP) 양극재 파일럿 라인 구축에 가장 힘들었던 점이 무엇인지 묻는 질문에 이같이 답했다. LFP 양극재는 삼원계 양극재 대비 에너지 밀도가 낮지만 저렴한 배터리 소재로 중국 업체들의 점유율이 높다. 권 소장은 대학 시절 재료공학을 전공하고 지난 2007년 5월 엘앤에프에 입사한 '원클럽맨'이다. 그는 양극재 주요 소재를 대부분 다뤄본 '양산' 전문가다. 그가 개발에 어려움을 느꼈던 이유는 LFP 양극재에 대한 정보가 부족했기 때문이다. 실제로 2021년 '배터리 붐'이 시작되기 전만 해도 국내 배터리·소재 업체들은 상대적으로 수익성이 높은 삼원계 쪽에 관심이 많았다. 당시 LFP 양극재를 개발하는 국내 배터리 소재 업체는 쉽게 찾아볼 수 없었다. 그가 찾은 해결방법은 '정보 조사'다. 권 소장은 "내부적으로 LFP 관련 개발팀을 2개 구성하고 여러 방식을 통해 중국 공정·설비에 대한 정보 조사를 조기 마무리할 수 있었다"며 "검토 초기부터 국내 엔지니어링 업체와 협력, 지난해 11월부터 파일럿 라인을 가동하고 있다"고 말했다. 그 덕분에 기존 1년으로 잡았던 파일럿 라인 구축 기간도 6개월로 줄었다. 권 소장은 "엘앤에프는 경쟁사 대비 LFP 양극재 파일럿 구축이 1년 정도 앞서 있다"며 "시장 요구 수준의 제품을 확보했으며 수백㎏ 이상의 샘플을 다수 업체에 제출한 상황"이라고 설명했다. 그는 '시장 조기 진입 및 선점'을 LFP 양극재 사업 전략으로 세웠다. 권 소장은 "시장 조기 진입을 이루고 난 후 엘앤에프만의 특화된 기술을 적용, 생산성 극대화 및 수익성 개선을 이룰 것"이라고 했다. 엘앤에프가 잡은 LFP 양극재 양산 시점은 2026년 말이다. 계획대로 되면 그는 '세계 최초 양극재 4대 소재를 모두 양산한 연구원'이 된다. 그는 "양극재를 소개할 때 언급되는 리튬코발트산화물(LCO), 니켈코발트망간(NCM), 리튬망간산화물(LMO)은 모두 양산해봤다"며 "현재 4개 소재 모두를 양산한 업체는 없는 것으로 알고 있다. (LFP 양극재 양산에 성공하면) 세계 최초 4개 소재를 모두 양산한 사람이 될 것 같다"고 언급했다. 엘앤에프는 현재 LFP 양극재에 망간을 추가한 LMFP 양극재도 개발하고 있다. 권 소장은 "시장 상황을 고려했을 때 LFP 양극재 시장 진입 이후 LMFP 양극재 시장이 형성될 것으로 판단한다"며 "LFP 양극재와 시차는 1~2년 정도"라고 전망했다. 그러면서 "국내외 업체와 LMFP 개발 관련 논의를 진행하고 있다"며 "중국 선두업체와 동등한 수준의 특성 확보를 위해 노력 중"이라고 덧붙였다. 엘앤에프는 이 밖에도 전고체 전지용·나트륨 전지용 양극재와 망간리치 양극재 등을 개발하고 있다. 그의 다음 목표는 LFP 양극재 양산품 공급이다. 권 소장은 "국내 양극재 업체 중 처음으로 글로벌 완성차 업체에 제품을 공급하는 것이 목표"라고 전했다. kjh0109@fnnews.com 권준호 기자

[파이낸셜뉴스] "개발 초기 어떤 문제가 생길지 몰라 걱정이 많았다. 사용한 적 없는 공법을 단기간 내 확립해야 한다는 어려움도 있었다."  권혁원 엘앤에프 공정개발연구소장은 23일 파이낸셜뉴스와 인터뷰에서 리튬인산철(LFP) 양극재 파일럿 라인 구축에 가장 힘들었던 점이 무엇인지 묻는 질문에 이같이 답했다. LFP 양극재는 삼원계 양극재 대비 에너지 밀도가 낮지만 저렴한 배터리 소재로 중국 업체들이 높은 점유율을 가지고 있다. 권 소장은 대학 시절 재료 공학을 전공하고 지난 2007년 5월 엘앤에프에 입사한 '원클럽맨'이다. 그는 양극재 주요 소재를 대부분 다뤄본 '양산' 전문가다.  그가 개발에 어려움을 느꼈던 이유는 LFP 양극재에 대한 정보가 부족했기 때문이다. 실제로 2021년 '배터리 붐'이 시작되기 전만 해도 국내 배터리·소재 업체들은 상대적으로 수익성이 높은 삼원계쪽에 관심이 많았다. 당시 LFP 양극재를 개발하는 국내 배터리 소재 업체는 쉽게 볼 수 없었다. 그가 찾은 해결 방법은 '정보 조사'다. 권 소장은 "내부적으로 LFP 관련 개발팀을 2개 구성하고 여러 방식을 통해 중국 공정·설비에 대한 정보 조사를 조기 마무리할 수 있었다"며 "검토 초기부터 국내 엔지니어링 업체와 협력, 지난해 11월부터 파일럿 라인을 가동하고 있다"고 말했다. 덕분에 기존 1년으로 잡았던 파일럿 라인 구축 기간도 6개월로 줄었다. 권 소장은 "엘앤에프는 경쟁사 대비 LFP 양극재 파일럿 구축이 1년 정도 앞서 있다"며 "시장 요구 수준의 제품을 확보했으며 수백㎏ 이상의 샘플을 다수 업체에 제출한 상황"이라고 설명했다. 그는 '시장 조기 진입 및 선점'을 LFP 양극재 사업 전략으로 세웠다. 권 소장은 "시장 조기 진입을 이루고 난 후 엘앤에프만의 특화된 기술을 적용, 생산성 극대화 및 수익성 개선을 이룰 것"이라고 했다. 엘앤에프가 잡은 LFP 양극재 양산 시점은 2026년 말이다. 계획대로 되면 그는 '세계 최초 양극재 4대 소재를 모두 양산한 연구원'이 된다. 그는 "양극재 소개를 할 때 언급되는 리튬·코발트·옥사이드(LCO), 니켈·코발트·망간(NCM), 리튬망간산화물(LMO)는 모두 양산해봤다"며 "현재 4개 소재 모두를 양산한 업체는 없는 것으로 알고 있다. (LFP 양극재 양산에 성공하면) 세계 최초 4개 소재를 모두 양산한 사람이 될 것 같다"고 언급했다. 엘앤에프는 현재 LFP 양극재에 망간을 추가한 LMFP 양극재도 개발하고 있다. 권 소장은 "시장 상황을 고려했을 때 LFP 양극재 시장 진입 이후 LMFP 양극재 시장이 형성될 것으로 판단한다"며 "LFP 양극재와 시차는 1~2년 정도"라고 전망했다. 그러면서 "국내외 업체와 LMFP 개발 관련 논의를 진행하고 있다"며 "중국 선두 업체와 동등한 수준의 특성 확보를 위해 노력중"이라고 덧붙였다. 엘앤에프는 이밖에도 전고체 전지용·나트륨 전지용 양극재와 망간리치 양극재 등을 개발하고 있다. 17년 넘게 엘앤에프에 몸 담은 권 소장이 가장 중요하게 생각하는 요소는 '소통'이다. 시장 변화에 빠르게 대처하고 개발 완성도를 높이기 위해서는 해당 능력이 필수라는 이유에서다. 그가 평소 연구원들에게 "소통하라"고 강조하는 것도 이 때문이다. 그의 다음 목표는 LFP 양극재 양산품 공급이다. 권 소장은 "국내 양극재 업체 중 처음으로 글로벌 완성차 업체에 제품을 공급하는 것이 목표"라고 전했다.  kjh0109@fnnews.com 권준호 기자

[파이낸셜뉴스] "고객이 안심하고 전기차를 이용할 수 있도록 안전성 강화 기술을 고도화하고, 배터리 시장 경쟁력 강화에 기여할 것입니다." LG화학은 1일 최고기술책임자(CTO) 산하 기반기술연구소 연구팀이 열폭주를 억제하는 온도 반응성 ‘안전성 강화 기능층이하 열폭주 억제 소재)’을 개발했다고 밝혔다. 포항공과대학교(POSTECH) 배터리공학과 이민아 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 소재 해석을 진행했고, 안전성 검증은 LG에너지솔루션이 함께 참여했다. LG화학은 이번 연구 성과를 세계 최상위 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 9월호에 온라인 게재됐다. LG화학이 개발한 열폭주 억제 소재는 온도에 따라 전기 저항이 변하는 복합 물질로, 온도가 오르는 초기 단계에서 전기 흐름을 차단하는 ‘퓨즈’ 역할을 한다. 연구팀은 열폭주 억제 소재를 배터리의 양극층과 집전체(전자의 통로 역할을 하는 알루미늄 포일) 사이에 머리카락 100분의 1 수준인 1마이크로미터(um) 두께의 얇은 층 형태로 만들었다. 전지에 이상이 발생해 온도가 90~130도 수준으로 정상 범위를 벗어나면, 소재가 온도에 반응해 결합 구조가 바뀌며 전류의 흐름을 억제하는 구조다. 열폭주 억제 소재는 온도가 1도 올라갈 때마다 전기 저항이 5000옴(Ω)씩 상승해 온도에 대한 반응속도가 빠르다. 최대 저항은 정상 온도일 때보다 무려 1,000배 이상 높고, 온도가 내려가면 다시 저항이 낮아져 원래의 전기가 통하는 상태로 돌아오는 가역성까지 갖췄다. 전기차 배터리 화재의 주요 원인인 열폭주는 전지 내부의 양극과 음극이 의도치 않게 직접 접촉해 단락과 발열이 발생하며 시작되는 것으로 알려져 있다. 수 초 만에 온도가 1000도 가까이 치솟으며 화재가 이어지는 만큼, 발열 초기에 빠르게 반응 경로를 차단하는 열폭주 억제 소재가 화재 방지에 효과적일 것으로 기대된다. 실제로 배터리 충격 실험과 관통 실험 모두에서, 열폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 불이 붙지 않거나, 불꽃이 발생한 뒤 곧바로 꺼져 열폭주 현상이 발생하지 않았다. 모바일용 리튬·코발트·산화물(LCO) 배터리에 못으로 구멍을 뚫는 관통 실험에서, 일반 배터리는 전체 중 16% 만이 화재가 발생하지 않았지만 열폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 단 한 건의 화재도 발생하지 않은 것으로 나타났다. 전기차용 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리에 약 10kg의 무게추를 떨어뜨리는 충격 실험에서는 일반 배터리의 경우 모두 화재가 발생했다. 반면, 열폭주 억제소재를 적용한 배터리는 70% 비율로 화재가 발생하지 않았고, 30%는 불꽃이 발생했지만 수 초 내로 꺼지는데 그쳤다. 기존에도 셀 내부에 온도 변화에 반응하는 소재를 넣는 방식은 있었지만, 반응 속도가 느리거나 에너지 밀도가 떨어지는 문제가 있었다. LG화학은 소재 설계에 대한 기술력과 특허를 보유하고 있어 기존 문제를 해결하면서도 빠르게 양산 공정에 적용할 수 있는 수준의 소재 개발에 성공했다. LG화학은 모바일용 배터리에 열폭주 억제 소재 안전성 검증 테스트를 마치고, 내년까지 대용량 전기차용 배터리에도 안전성 테스트를 이어갈 계획이다. LG화학 이종구 CTO는 “양산 공정까지 빠른 시일 내 제품에 적용할 수 있는 가시적인 연구 성과”라며 “고객이 안심하고 전기차를 이용할 수 있도록 안전성 강화 기술을 고도화하고, 배터리 시장 경쟁력 강화에 기여할 것”이라고 말했다.  yon@fnnews.com 홍요은 기자

[파이낸셜뉴스] 롯데에너지머티리얼즈는 지난 1·4분기 연결기준 매출액이 전년동기대비 48% 증가한 2417억원, 영업이익은 29% 감소한 61억원을 각각 기록했다고 9일 밝혔다. 매출액은 지난 분기(2295억원) 보다 5% 늘어난 수준으로 분기 기준 사상 최대 실적이다. 고객사 다변화와 북미지역 판매량이 늘어난 영향이라는 설명이다. 1·4분기 전체 판매량은 지난해 같은 기간에 비해 47% 증가했다. 특히 북미향 판매량은 전년 대비 380%, 유럽향 판매량은 99% 성장했다. 롯데에너지머티리얼즈는 향후 북미와 유럽을 중심으로 글로벌 공급을 확대해 동박 시장점유율을 높여나갈 계획이다. 롯데에너지머티리얼즈의 1·4분기 부채비율은 27%로 업계 최고 수준의 재무 안정성을 유지하고 있으며 현금 및 현금성 자산도 7433억원을 보유해 자본적 지출(Capex) 여력도 확보했다. 해외 사업장도 차질없이 운영 및 준비하고 있다. 말레이시아 법인의 5, 6공장은 현재 시가동 중이며 하반기 양산에 들어가면 수익성 확보에 도움이 될 것으로 기대된다. 스페인 스마트팩토리 사업도 본격 착공을 위한 부지 정지작업을 진행하고 있다. 북미 신공장은 부지선정 마무리 단계로 후보지 주정부와 인센티브 협상 중이다. 초극박·고강도·고연신을 동시에 만족시키는 하이엔드 하이브리드 동박 양산 플랫폼도 구축을 완료했다. '46파이' 원통형 배터리 등 고객사들의 공정 및 폼팩터 맞춤형 제품 연구개발을 끝내고 다수 고객사들로부터 승인을 확대하고 있다. 또한, 차세대 고부가 동박인 인공지능(AI)반도체·자율주행·우주항공 등 4세대 동박적층판(CCL)용 '초저조도' 동박을 개발하고 글로벌 고객사에 공급을 추진 중이다. 이밖에 반도체 패키징용 '초극박' 제품과 고체전해질 배터리용 니켈도금 동박도 공급을 위한 고객사 테스트 및 승인 작업을 실시하고 있다. 기존 차세대 배터리 소재 투자도 순항 중이다. 황화물계 고체전해질 파일럿 라인은 지난 1월 착공에 들어가 현재 공정률 50% 이상 진척됐다. 기존 리튬망간산화물(LMO) 설비를 활용한 리튬인산철(LFP) 준양산라인 구축도 3·4분기 추진할 계획이다. 김연섭 롯데에너지머티리얼즈 대표이사는 "2·4분기도 견조한 매출 상승이 예상되며 물량이 집중되는 하반기에는 하이엔드 동박 수주 확대로 매출 성장 속도가 더욱 가속화될 것"이라면서 "초격차 기술 경쟁력과 공정 혁신을 앞세워 고객사 성장에 기여하는 핵심 공급사로 거듭나겠다"고 말했다.  kim091@fnnews.com 김영권 기자

[파이낸셜뉴스] 품목별 관리담당관까지 지정해 물가 대응에 나선 정부가 내년에도 주요 품목의 할당관세를 유지할 방침이다. 지난해(101개)에 비해 가짓수는 76개로 줄였지만 민생과 산업 부문의 주요 원재료는 그대로 포함시켰다. 관세 등 특혜에도 제품 용량을 줄이는 '슈링크플레이션' 등의 폭리 행위에 대해서는 실태조사에 돌입한다. 한국소비자원에도 대국민 신고센터를 설치하고 관련 제보를 수렴하기로 했다. 22일 기획재정부는 내년도 정기 탄력관세 세부 운용계획을 담은 ‘2024년 탄력관세 운용계획’을 오는 29일까지 일주일 동안 입법예고 한다고 밝혔다. 입법예고 이후 관련 절차를 거쳐 내년 1월 1일부터 시행될 예정이다. 할당관세는 기본관세율의 40%p 범위 내에서 탄력적으로 관세를 적용하는 제도다. 정부는 그간 수입 원자재 가격이 급등하자 할당관세를 통해 우회적으로 가격 인하를 유도해왔다. 다만 최근 물가가 안정세에 접어들며 대상 품목은 지난해 92개, 올해 101개에서 내년 76개로 조정했다. 정부는 "가격추이·FTA 활용도 등을 종합적으로 감안해 품목과 범위를 정했다"고 설명했다. 산업경쟁력 강화 차원에서는 주요 원재료 관련 품목을 지원한다. 신성장 산업에서는 석영유리기판(반도체)·리튬니켈코발트망간산화물(이차전지) 등을 포함했고, 전통 주력산업에서는 알루미늄 합금(자동차)·니켈괴(철강) 등이 포함됐다. 취약산업 분야에서 활용되는 분산성염료(섬유)·사료용 옥수수(사료) 등 품목도 할당 관세를 적용한다. 물가안정 측면에서는 인플레이션의 주요인으로 꼽힌 식료품과 에너지 관련 품목을 반영했다. 식품용 감자변성전분·설탕·조제땅콩·닭고기·계란가공품 등 식품 관련 항목과 LNG·LPG(부탄, 프로판)·원유(나프타용, LPG용) 등 에너지 관련 품목이 대상이다. 특히 산업·발전원료는 국제유가 변동 등으로 수급불안 우려가 확산되고 있는 점을 고려했다. 다만 변동성이 큰 LNG·LPG 및 나프타 등 유류 관련 품목 지원은 내년 상반기 중 지원규모만 우선 결정했다. 하반기 지원연장 여부는 내년 상반기에 다시 검토할 예정이다. 가격 대신 용량을 줄여 실질적인 가격 인상 효과를 내는 '슈링크플레이션'에 공정거래위원회도 칼을 빼들었다. 조홍선 공정위 부위원장은 같은날 슈링크플레이션 관계부처와 소비자단체, 한국소비자원 공동으로 간담회를 열고 업계의 가격인상 움직임에 대응 방침을 밝혔다. 11월 말까지 73개 품목에 대해 슈링크플레이션 실태 조사를 완료하고 12월 초에 결과를 발표할 계획이다. 조사대상에 포함되지 않은 품목은 한국소비자원에 신고센터를 설치해 대국민 제보를 받는다. 향후 가격 뿐 아니라 용량 변동에 대한 정보도 소비자원 '참가격' 서비스를 통해 모두 공개할 방침이다. 조 부위원장은 "소비자원을 중심으로 사업자 간 자율협약 체결을 추진해 업계가 숨은 가격인상을 자제하도록 유도하겠다"고 밝혔다. 이어 소비자 단체에도 "감시 및 견제활동을 통해 용량조정 등의 숨은 가격인상에 적극적으로 목소리를 내 달라"고 요청했다. chlee1@fnnews.com 이창훈 홍예지 기자

[파이낸셜뉴스] 서민 물가안정과 기업 원재료 수급 안정을 위해 내년에도 할당 관세를 적용하기로 했다. 물가 부담이 높은 설탕·조제땅콩·닭고기 등 식품원료를 비롯해 산업·발전원료용 LNG·LPG·원유 등 주요 원재료가 대상이다. 다만 최근 가격 안정세를 반영해 올해(101개)에서 내년 적용 품목 가짓수는 76개로 대폭 수를 줄였다. 22일 기획재정부는 내년도 정기 탄력관세 세부 운용계획을 담은 ‘2024년 탄력관세 운용계획’을 오는 29일까지 일주일 동안 입법예고 한다고 밝혔다. 입법예고 이후 관련 절차를 거쳐 내년 1월 1일부터 시행될 예정이다. 할당관세는 기본관세율의 40%p 범위 내에서 관세율을 가감해 적용되는 탄력관세다. 정부는 정책효과성을 높이기 위해 가격추이·FTA 활용도 등을 종합적으로 감안해 품목과 범위를 정했다고 설명했다. 가격 안정세에 들어선 분야에 대해서는 세율을 원상복구 하겠다는 방침이다. 적용 품목 가짓수는 2020년 79개에서 2021년 92개, 지난해 90개, 올해 101개로 증가 추이였지만, 내년에는 76개로 크게 숫자를 줄였다. 산업경쟁력 강화 차원에서는 주요 원재료 관련 품목을 지원한다. 석영유리기판(반도체)·리튬니켈코발트망간산화물(이차전지) 등 신성장 산업, 알루미늄 합금(자동차)·니켈괴(철강) 등 전통 주력산업의 원재료와 분산성염료(섬유)·사료용 옥수수(사료) 등 취약 산업 관련 품목이 대상이다. 물가안정 측면에서는 그간 인플레이션을 이끈 식료품과 에너지 가격이 대상에 올랐다. 식품용 감자변성전분·설탕·조제땅콩·닭고기·계란가공품 등 식품 및 식품원료와 LNG·LPG(부탄, 프로판)·원유(나프타용, LPG용) 등이 대상이다. 특히 산업·발전원료는 국제유가 변동 등으로 수급불안 우려가 확산되고 있는 점을 고려했다. 다만 변동폭이 큰 만큼 LNG·LPG 및 나프타 등 유류 관련 품목 지원은 내년 상반기 중 지원규모만 우선 결정했다. 하반기 지원연장 여부는 내년 상반기에 다시 검토할 예정이다. 정부는 국내산업 보호가 필요한 부문에는 기본관세율을 100%p까지 인상하는 '조정관세'를 운용 중이다. 고추장, 활돔 등 13개 품목에 대해 내년에도 올해와 동일한 수준의 관세율을 적용한다. 시장접근물량(TRQ) 증량은 참깨, 대두 등 13개 품목을 지원한다. 올해보다 증량 규모는 다소 증가할 예정이다. 올해 시장접근물량 증량으로 지원했던 조제땅콩은 내년부터 할당관세로 지원을 확대하는 대신 증량 대상에서는 제외할 예정이다. 최근의 땅콩 가격 급등이 영향을 미쳤다. 농림축산물 특별긴급관세는 올해와 동일한 품목에 대해서 운용할 계획이다. 다만 최근 시장규모 확대 추이를 반영해 미곡류 물량의 경우 46만4422t에서 65만4995t으로 상향 조정할 예정이다. chlee1@fnnews.com 이창훈 기자

[파이낸셜뉴스] 롯데에너지머티리얼즈는 한국자동차연구원과 26일 고에너지밀도 리튬·인산·철(LFP) 배터리용 양극활물질 연구개발 계약 체결식을 진행했다고 밝혔다. 양사는 이번 체결식을 통해 에너지밀도는 더욱 높이고 가격 경쟁력까지 갖춘 고성능의 LFP 양극활물질 개발을 목표로 긴밀하게 협력하기로 했다. 국내 자동차업계의 자생력 확보와 산업육성을 위해 설립된 한국자동차연구원은 국가 자동차산업의 전략적 핵심 기술 개발 및 지원, 각종 혁신사업을 수행하는 기관이다. LFP 이차입자 조성 및 불순물 제어 기술과 이차입자 제조 및 카본 복합화 기술을 보유하고 있어 금번 LFP 양극활물질 공동 개발에 최적화돼 있다는 설명이다. 롯데에너지머티리얼즈는 이번 연구개발의 결과물을 바탕으로 내년 상반기에 1000t 규모의 준양산 파일럿 라인을 구축하고 하반기에는 샘플 개발과 제품 생산을 추진한다는 계획이다. 이를 위해 전북 익산의 삼기공장의 리튬·망간·산화물(LMO) 생산공정 일부를 개조해 LFP 설비로 전환할 예정이다. 김연섭 롯데에너지머티리얼즈 대표는 "한국자동차연구원과 LFP 양극활물질 공동 개발을 통해 가격경쟁력 있는 고성능 소재로서 차세대 배터리 소재 산업에서 우위를 선점할 것"이라며 "특히 당사의 동박 사업과도 연계해 시너지 효과도 만들어 나가겠다"고 밝혔다.  kim091@fnnews.com 김영권 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 이현욱·정성균 교수팀과 한국과학기술원(KAIST) 서동화 교수팀은 망간이나 코발트로 나트륨 이차전지의 고체전해질을 개발했다. 26일 연구진에 따르면, 망간이 들어간 고체전해질을 전고체 나트륨 전지에 적용해 30도에서 80번 이상 충방전을 해도 95.1%의 성능을 유지했다. 또한 이온전도도가 910mS/㎝를 기록해 전기를 잘 전달할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 이는 지금까지 연구개발에 쓰였던 황화물이나 산화물, 할라이드계 금속을 쓰지 않고도 프러시안 계열의 친환경적 금속 사용이 가능하다는 것을 보여주고 있다. 제 1저자인 UNIST 안상혁 연구원은 "기존 고체 전해질의 비싼 가격과 환경 문제에 대한 고질적 문제를 해결할 수 있었다"며 "앞으로 전고체 전지 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다. 황화물과 산화물, 할라이드계 금속을 사용하면 유해가스나 나오거나 고온으로 제작해야 하는 문제점이 있다. 또한 대부분의 재료값이 비싸다. 반면 18세기부터 청색 염료 물질 쓰이는 친환경 물질 '프러시안계 물질(PBAs)'은 이온이 이동할 수 있는 넓은 이온 전도 채널을 가지며 쉽게 합성 가능하다. 구조적으로 안정하고 값 또한 싸다. 이런 장점과 더불어 전이 금속에 따라 그 특성까지 달라져 많은 주목을 받고 있다. 연구진은 프러시안계 물질(PBAs)을 주목했다. 프러시안계 물질의 고유 특성이 이온 전도도를 높일 수 있다고 판단했다. 전이 금속의 종류를 변경하면서 이온 전도의 변화 추이를 관찰한 결과, 전이 금속의 크기에 따라 이온 채널의 크기가 달라지는 것을 알아냈다. 큰 이온 채널을 가진 물질은 높은 이온 전도성을 보이는 것이다. 이를 통해 연구진은 프러시안계 물질 중 망간으로 전고체 나트륨 이차전지에 들어갈 고체전해질을 만들었다. 이 이차전지는 상온에서도 0.1mS/㎝ 급의 나트륨 이온전도도를 보였다. 즉 가능성을 입증한 것이다. 제 1저자 김태원 연구원은 "친환경 물질인 프러시안 블루계 물질을 고체 전해질로 적용했다"며 "앞으로 고체 전해질의 새로운 시각을 제시한 연구"라고 말했다. 또한 이현욱 교수는 "기존 황화물, 산화물, 할라이드계 고체전해질에 제한된 연구분야가 새로운 소재 발견으로 가능성이 확대되기 바란다"고 말했다. 한편, 연구진은 이번 연구 결과를 에너지·재료 분야 국제학술지 '앙게반떼 케미(Angewandte Chemie international edition)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

【 뮌헨(독일)=장민권 기자】 삼성전자가 유럽 최대 모터쇼 'IAA 모빌리티 2023'에서 메모리반도체·시스템LSI·파운드리(반도체 위탁생산)·발광다이오드(LED) 등 반도체(DS) 부문 전 영역의 차량용 반도체 솔루션을 선보인다. 미래 자동차를 위한 최첨단 반도체 솔루션을 기반으로 자율주행 시대 전환을 이끈다는 구상이다. 차세대 마이크로 발광다이오드(LED) 등 미래 전기차와 자율주행차에 최적화된 다양한 LED 조명 솔루션도 공개한다. 삼성SDI·삼성디스플레이 등 전자계열사도 배터리, 유기발광다이오드(OLED) 등 기술력을 앞세워 글로벌 시장 공략을 가속화한다. 삼성전자, 토탈 차량용 반도체 솔루션 프로바이더' 5일(현지시간) 독일 뮌헨에서 개막하는 유럽 최대 모터쇼 'IAA 2023'에 첫 참가하는 삼성전자는 LPDDR5X, GDDR7, 유니버설플래시스토리지(UFS) 3.1, 오토 솔리드스테이트드라이브(SSD) 등 차량용 시장에 최적화된 고성능·저전력·고신뢰성의 메모리 반도체 라인업을 선보인다. 오는 2025년 차량용 메모리 시장 1위 달성을 목표로 글로벌 전장 고객사들과 협력을 논의한다. 삼성전자는 프리미엄 인포테인먼트(IVI)용 프로세서인 '엑시노스 오토 V920'과 차량용 이미지 센서인 '아이소셀 오토 1H1'을 전시한다. 엑시노스 오토 V920은 프리미엄 IVI에 최적화된 프로세서다. 차량 내 여러 화면에서 고화질의 멀티미디어를 재생하거나 어플리케이션, 게임 등을 부드럽게 구동할 수 있다. 차량 전방용 '아이소셀 오토 1H1은 사각지대 없는 360도 시야를 확보해 빠르게 변하는 다양한 도로 환경에서도 운전자와 동승자의 안전 확보가 가능하다. 삼성전자는 운전 중 발생할 수 있는 졸음, 피로, 주의산만 등 잠재적인 차량 내 위험까지 감지하고 경고할 수 있는 모니터링 시스템 기술도 선보일 예정이다. 전력 관리 반도체와 배터리 관리 반도체 생산에 필요한 최신 파운드리 기술도 공개된다. 2025년 4나노미터(1nm=10억분의 1m), 2026년 2나노 오토모티브 공정의 생산 준비를 마칠 계획이다. 미래 차량용 LED 조명 솔루션 혁신도 가속화한다. 삼성전자는 △지능형 헤드램프용 LED 모듈인 픽셀(PixCell) LED △초고해상도 헤드업 디스플레이와 증강현실(AR) 글라스 등에 적합한 차세대 마이크로 LED △차량사물통신(V2X) 분야에 활용 할 수 있는 미니 LED 등 미래 전기차와 자율주행차에 최적화된 다양한 LED 조명 솔루션을 선보인다. 삼성전자는 종합 반도체 기업으로서 강점과 차별화된 경쟁력으로 글로벌 전장 고객들과 협력을 확대해 미래차 생태계의 핵심 솔루션 공급 업체로 입지를 강화할 계획이다. 삼성SDI, 배터리 기술력 공개·인재 확보 '투트랙'삼성 전자계열사인 삼성SDI와 삼성디스플레이도 IAA에서 전장 기술력을 선보인다. 삼성SDI는 미래 전기차 배터리 제품들을 공개하는 동시에 유럽 지역 내 우수 인력 확보에 나선다. 최윤호 삼성SDI 사장이 직접 참가해 미래 전기차 시장 트렌드를 살펴보고, 유럽의 주요 고객사들과 미팅을 갖는다. 삼성SDI는 '프라임X(PRiMX)와 함께 최고를 경험하다'를 주제로 PRiMX존과 환경·사회·자배구조(ESG)존으로 구성된 전시관을 운영한다. PRiMX존에서는 전고체 배터리를 비롯한 46파이 원통형 배터리 등 차세대 라인업과 프리미엄 배터리 제품을 전시한다. ESG존에서는 삼성SDI의 중장기 비전인 '초격차 기술력을 통해 지속가능한·친환경 미래 사회 구현' 하의 ESG경영 활동을 소개한다. 특히 삼성SDI는 새로운 소재·폼팩터를 앞세워 보다 확대된 배터리 제품과 기술 포트폴리오를 공개한다. 신규 소재 개발을 통해 차종별로 요구되는 주행거리에 최적화된 니켈 망간산화물(NMX), 리튬망간인산철(LMFP) 등 코발트프리 소재가 채용된 배터리를 소개한다. 소비자들의 라이프스타일에 따라 보급형 전기차 시장이 경차·소형SUV·세단 등으로 세분화되고 가격 민감도가 증대됨에 따라 탄력적인 용량 제공을 통해 안전성과 가격경쟁력을 동시에 극대화한다는 전략이다. 공간효율화를 통해 성능과 안전성을 강화한 배터리 폼팩터도 공개한다. 배터리 셀 상단에 위치한 양극단자와 음극단자를 측면으로 옮겨, 상하부에 냉각 시스템을 추가할 수 있게 설계해 열에 대한 안전성을 강화한 형태의 배터리다. 또 배터리 셀 내부 전류경로를 최소화해 공간효율화를 통해 성능을 극대화했다. 최 사장은 "글로벌 자동차 제조 업체와 공급 업체의 본고장인 유럽 지역은 미래 전기차 산업을 선도할 중요한 시장"이라며 "유럽의 주요 고객사들과 긴밀히 협력해 유럽에서 달릴 전기차에 최고의 품질과 안전성을 갖춘 배터리를 공급할 것"이라고 말했다. 삼성SDI는 우수 연구인력 발굴을 위한 설명회인 '테크 앤 커리어 포럼'에도 참가해 유럽 내 인재 확보에 나선다. 최 사장을 비롯해 장래혁 중대형전지사업부 개발실장(부사장) 등 개발 부문의 핵심 임원들이 참석한다. T&C 포럼은 우수 연구인력을 대상으로 하는 채용설명회로 지난해 서울과 뉴욕에서 두 차례 개최됐다. 올해는 국내에 이어 독일 뮌헨에서도 처음 열린다. 삼성디스플레이, 전장도 OLED 리더십 강조삼성디스플레이는 OLED 만의 강점을 체험할 수 있는 전시를 선보이며 기술 리더십을 강조한다. 프리미엄 자동차 시장을 중심으로 OLED 탑재가 늘어나는 가운데 과거 액정표시장치(LCD)에서 OLED로 스마트폰 시장의 기술 전환을 이끌었던 경험을 바탕으로 차세대 전장 시장에서 OLED 전환을 주도한다는 구상이다. 삼성디스플레이 전시관에서 가장 눈길을 끄는 것은 '세이프 드라이빙 센터'다. 야간에 차량 주변으로 뛰어든 검은 고양이의 모습이 OLED와 LCD 중 어느 디스플레이에서 더 눈에 띄는지 비교하는 테스트를 통해 관람객은 어떤 디스플레이가 안전 주행에 유리한지 직접 체험하고 눈으로 확인할 수 있다. 백라이트가 항상 켜져 있는 LCD는 빛의 간섭을 피할 수 없어 어두운 배경 속 검은 색상(저계조)의 사물을 표현할 때 경계가 불분명해지는 문제가 발생한다. 반면 자발광인 OLED는 픽셀 자체를 끄는 방식으로 '진정한 블랙'을 표현할 수 있어 저계조 표현력이 우수하다. 차량 밖의 어두운 환경을 디스플레이를 통해 확인해야 할 경우 OLED의 트루 블랙 특성이 운전자의 안전성을 높여줄 수 있다는 의미다. 전기차에서 더욱 두드러지는 OLED의 낮은 소비전력도 이번 전시에서 직접 경험할 수 있다. LCD는 이미지를 표현할 때 실제 색이 나타나는 부분 뿐 아니라 그 주변부의 백라이트까지 함께 켜지지만, OLED는 색이 나타나는 부분의 픽셀만 켜면 되기 때문에 상대적으로 필요 외 전력 소모가 적다. 관람객들은 OLED가 차량 내부 인테리어를 얼마나 진화시킬 수 있는지도 체험할 수 있다. OLED는 차량 인테리어에 맞춰 디스플레이를 휘거나 구부릴 수 있고, LCD 대비 가볍고 얇아 디자인 확장성이 뛰어나다. 삼성전자 자회사 하만은 5일 독일 뮌헨에 위치한 하만 플래그십 스토어에서 IAA에 참석한 업계 관계자들을 대상으로 '하만카돈 프리미엄 사운드 익스피리언스'를 개최한다. 이번 행사를 통해 새롭게 선보인 폭스바겐 순수 전기차 ID.7에 채택된 하만카돈 프리미엄 카오디오 사운드 시스템의 음향을 서놉인다. mkchang@fnnews.com 장민권 기자

[파이낸셜뉴스] SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온 전도도를 갖는 산화물계 고체전해질 공동개발에 성공했다. 해당 고체전해질이 적용된 리튬이온 배터리는 이론상 배터리 용량을 25%까지 획기적으로 늘릴 수 있다.   SK온은 8월 31일 단국대 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구결과가 세계적으로 저명한 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 표지 논문에 게재됐다고 밝혔다. SK온과 단국대 공동 연구팀은 해당 기술에 대해 국내외 특허 출원도 완료했다. SK온에 따르면 이 고체전해질은 리튬이온 전도도를 크게 높이고, 대기 안정성까지 확보했다. 리튬이온 전도도는 전해질 내 리튬 이온의 이동 속도로 속도가 빠를수록 이차전지 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다. 양측 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 리튬-란타넘-지르코늄-산소(LLZO)의 첨가물질 조정을 통해 리튬이온 전도도를 기존보다 70% 개선했다. 또 미세구조 제어 기술을 활용, 안전성을 높였다. SK온 관계자는 "고체전해질은 통상 수분(H2O)과 이산화탄소(CO2)에 취약해 장시간 대기에 노출되면 전해질로서의 기능이 떨어지지만 이번 고체전해질은 매우 우수한 안정성을 보였다"고 설명했다. 산화물계 고체전해질은 황화물계에 비해 이온전도도가 낮지만 화학적 안정성이 우수해 양극 물질과의 반응성이 적고 리튬 덴드라이트(충·방전 시 리튬 이온이 양극과 음극을 오갈 때 음극 표면에 쌓이는 가지 모양 결정체) 현상을 억제할 수 있어 흑연 음극을 고용량인 리튬 메탈로 대체할 수 있다. 배터리 용량도 늘릴 수 있다. 액체전해질을 사용한 리튬이온배터리(LiB)의 최대 사용 전압은 최대 4.3볼트(V)지만 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다. 이를 배터리 제작에 적용할 경우 이론적으로는 배터리 용량을 최대 25% 늘리는 것이 가능하다. 해당 고체전해질은 현재 니켈·코발트·망간(NCM) 양극재를 기반으로 하는 전고체배터리 외에도 차세대배터리로 꼽히는 리튬-황 배터리와 리튬-공기 배터리를 전고체화할 수 있는 소재로 활용할 수 있다.  최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 ”이온전도도와 대기안정성을 모두 갖춘 이 고체전해질은 고품질 전고체배터리를 만들기 위한 혁신 기술로 파급효과가 매우 클 것”이라며 “압도적인 미래 기술 경쟁력을 바탕으로 향후 차세대배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나가겠다”고 말했다. 한편 SK온은 고분자-산화물 복합계와 황화물계 등 두 종류의 전고체배터리를 개발하고 있다. 두 종류 모두 2026년 시제품 생산, 2028년 상용화를 목표로 하고 있다. kjh0109@fnnews.com 권준호 기자